Sistema di celle a combustibile per veicoli pesanti NextGen di cellcentric

Gli operatori delle flotte affrontano la sfida ingegneristica di decarbonizzare la logistica a lungo raggio senza sacrificare la capacità di carico utile o l'autonomia di guida. Per rispondere a questo requisito operativo, cellcentric ha introdotto il suo sistema di celle a combustibile NextGen, una soluzione a idrogeno ad alta potenza progettata specificamente per l'integrazione in piattaforme standard di veicoli pesanti.

Contesto ingegneristico
La transizione verso sistemi di propulsione a zero emissioni nel trasporto pesante a lungo raggio richiede alternative in grado di eguagliare la flessibilità operativa dei motori diesel convenzionali. I sistemi elettrici a batteria spesso introducono penalizzazioni sul carico utile a causa dei pesanti pacchi batteria e richiedono tempi di ricarica prolungati sulle lunghe tratte. I sistemi di celle a combustibile a idrogeno rispondono a queste esigenze industriali offrendo una generazione continua di energia a bordo, combinando elevate capacità di carico utile con tempi di rifornimento rapidi. Per mantenere un Costo Totale di Proprietà (TCO) competitivo, i sistemi di celle a combustibile devono offrire un'elevata efficienza di conversione dell'energia riducendo al minimo i requisiti di gestione termica.

Spiegazione tecnica e principio di funzionamento
Il sistema di celle a combustibile NextGen genera fino a 375 kW (oltre 500 cavalli) di potenza netta continua convertendo idrogeno e ossigeno in elettricità, con vapore acqueo e calore come unici sottoprodotti. Il sistema ottiene una riduzione del 20 percento nel consumo di idrogeno rispetto alla precedente generazione BZA150 attraverso tre principali meccanismi ingegneristici. In primo luogo, l'area attiva dello stack di celle a combustibile è stata aumentata. In secondo luogo, il sistema utilizza un gruppo elettrodo-membrana (MEA) migliorato che incorpora nuove formulazioni di catalizzatori per ottimizzare la reazione elettrochimica. In terzo luogo, i parametri del sistema, come la pressione del catodo, sono stati perfezionati per massimizzare i vantaggi della tecnologia delle celle. Inoltre, l'architettura consente temperature di esercizio più elevate, con una conseguente riduzione del 40 percento del calore di scarto a 300 kW di potenza netta, il che diminuisce direttamente le esigenze di raffreddamento del telaio del veicolo.

Rilevanza del prodotto e specifiche tecniche
Confezionato come unità singola, il sistema NextGen pesa circa 400 chilogrammi ed è progettato dimensionalmente per adattarsi ai vani dei motori diesel convenzionali da 13 litri, facilitando l'integrazione per i produttori di autocarri. Il sistema opera con una complessità inferiore del 40 percento e una densità di potenza superiore del 40 percento rispetto al suo predecessore. In un'applicazione reale, si prevede che un autocarro pesante da 40 tonnellate a pieno carico che utilizza questo sistema consumi circa 9,7 chilogrammi di idrogeno ogni 100 miglia, pari a 10,2 miglia per chilogrammo di idrogeno. Questi parametri consentono agli autocarri di Classe 8 di raggiungere autonomie operative superiori a 650 miglia, a seconda della capacità di stoccaggio del gas compresso (oltre 700 bar) o dell'idrogeno liquido (LH2).

Applicazioni nel mondo reale e integrazione industriale
La tecnologia è stata illustrata in dettaglio all'industria durante l'ACT Expo 2025 ad Anaheim, in California, dal 28 al 30 aprile 2025. Il sistema NextGen si basa sul quadro operativo della generazione BZA150 di cellcentric, che è stata sottoposta a rigorosi test da parte degli azionisti Daimler Truck AG e Volvo Group. I precedenti test di integrazione hanno incluso valutazioni ad alta quota al Passo del Brennero, nonché test invernali estremi al Passo del Sempione e al Circolo Polare Artico. Un notevole punto di riferimento è stato stabilito nel 2023 quando un camion Mercedes-Benz GenH2, alimentato da due celle a combustibile BZA150, ha percorso 1.047 chilometri su strade pubbliche utilizzando 80 chilogrammi di idrogeno liquido. L'attuale produzione pilota dei sistemi di celle a combustibile è situata vicino a Stoccarda, in Germania. Per supportare l'industrializzazione su larga scala, la produzione in serie del sistema NextGen è prevista presso il futuro stabilimento KLIMA|WERK di Weilheim entro la fine del decennio.

Contesto aggiuntivo
Questa sezione dettaglia le specifiche tecniche e il benchmarking competitivo non inclusi nell'annuncio originale del prodotto.

All'interno del settore dei veicoli commerciali, la tecnologia delle celle a combustibile a idrogeno è sempre più riconosciuta come il principale punto di riferimento a zero emissioni per percorsi superiori ai 500 chilometri. Le tendenze di adozione del settore indicano una biforcazione nel trasporto pesante a zero emissioni: veicoli elettrici a batteria (BEV) per la distribuzione regionale e la logistica prevedibile da punto a punto, e veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV) per operazioni a lungo raggio continue e ad alto carico utile. I fattori normativi, inclusi i rigorosi standard sulle emissioni di CO2 dell'Unione Europea per i veicoli pesanti e il mandato Advanced Clean Fleets della California, stanno accelerando il passaggio verso moduli di potenza in grado di sostenere oltre 300 kW di potenza netta continua. L'imballaggio fisico dei sistemi di celle a combustibile nell'ingombro volumetrico dei motori diesel preesistenti da 13 e 15 litri è diventato uno standard ingegneristico accettato per ridurre al minimo le costose riprogettazioni dei telai per i produttori di apparecchiature originali (OEM). Inoltre, i progressi nella moderna progettazione dei MEA si concentrano fortemente sulla riduzione dei carichi di metalli del gruppo del platino (PGM) migliorando al contempo la durata della membrana per soddisfare il requisito di vita utile standard dei veicoli commerciali da 25.000 a 30.000 ore di funzionamento.

Modificato da Maria Brueva, redattrice Induportals – adattato dall'IA.

www.cellcentric.net